Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

Einführung in die Nanoanalytikanderen nanoanalytischen Verfahren derzeit nichtin diesem breiten Umfang erbracht werden und invielen Fällen werden die mikroskopischen Verfahrenfür die Kalibrierung der integralen nanoanalytischenVerfahren benötigt.StreumethodenNano-analytische Verfahren können grundsätzlichin zwei Klassen eingeteilt werden: solche mit integralerInformation, d.h. es werden Volumina bzw.Oberflächenbereiche untersucht, die wesentlichgrößer sind als die interessierenden Grundstrukturen,z.B. Nanoteilchen in einer Bulkphase oderauf der Oberfläche. Streumethoden sind typischeVertreter dieser integralen MethodenIm Gegensatz zu den intergalen Methoden könnenVerfahren mit Ortsauflösung eine Auskunft überdie räumliche Verteilung bzw. Orientierung, Strukturund Zusammensetzung geben, sie haben aber denNachteil, dass meist nur relative kleine Bereiche inakzeptabler Zeit untersucht werden können. Diesemikroskopischen Techniken ermöglichen dafüraber eine vollständige Charakterisierung mit Nanometerauflösungund oftmals sogar mit ZehntelNanometerauflösung. Integrale und ortsaufgelösteMethoden ergänzen einander und ermöglichen gemeinsameine gute Charakterisierung vieler komplexerSysteme.Die Streumethoden umfassen im Wesentlichendie Röntgen- und die Neutronenstreuung sowiedie statische und die dynamische Lichtstreuung.Bei letzterer werden praktisch immer Laser alsLichtquellen verwendet. Es gibt aber auch – mitgeringerer praktischer Bedeutung – dynamischeNeutronen-, sowie seit kurzem auch dynamischeRöntgenstreuung.Statische Streumethoden (Röntgen, Neutronenund Licht) dienen ausschließlich zur Struktur- bzw.Größenbestimmung, dies umfasst Bestimmung vonPartikelgröße, Form und innerer Struktur sowie dieBestimmung von Überstrukturen in konzentriertenSystemen (Partikelwechselwirkung).Dynamische Streumethoden messen verschiedeneFormen der Dynamik in den untersuchten Systemen,so z.B. Diffusionsbewegungen (Translation undRotation), Schwingungen etc. Besonders die dynamischeLichtstreuung dient jedoch oft zur Bestimmungder Partikelgrößenverteilung über die gemesseneDiffusion in fluiden bzw. gelösten Systemen.Während mit beiden Formen der Lichtstreuungnur mehr oder weniger optisch klare Systemeuntersucht werden können, können mit der Röntgen-bzw. Neutronenstreuung auch undurchsichtigeMaterialien wie Beton, Metalle oder Kunststoffeuntersucht werden.In modernen, nanostrukturierten Materialienhängt die durch Self-Assembly geformte Struktursehr oft von der Konzentration im System ab,d.h. die Systeme müssen unverdünnt gemessenwerden. Dies ist eine große Herausforderung fürdie Messmethodik. Gerade hier wurden aber inden letzten Jahren – unter wesentlicher Mithilfesteirischer Forschungsgruppen – neuartige undrichtungsweisende Entwicklungen eingeleitetOtto GlatterKarl-Franzens-Universität GrazInstitut für ChemieIndex Kontakte Institute Lösungen MethodenHandbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005VII